ساخت ریز ذره‌های مکعبی از کوپلیمر پلی (فنیلن اکساید)ـ قطعه ـ پلی (فنیل ایزوسیانات)

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

بخش مهندسی پلیمر و پلیمریزاسیون، دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه تربیت مدرس، صندوق پستی 143 ـ 14155، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش، کوپلیمر اتری آمیدی به صورت ساختار قطعه از پلی فنیلن اکساید (PPO) و مونومر فنیل ایزوسیانات (PIC) به روش پلیمریزاسیون کئوردیناسیون در حضور کاتالیست تیتانیوم تتراکلرید (TiCl4) در حلال تولوئن خشک سنتز شد. اثر دما، زمان واکنش، نسبت پلی اتر به تیتانیوم کلرید (TiCl4/PPO)، میزان مونومر ایزوسیاناتی و حلال تولوئن بر بازده کوپلیمریزاسیون مورد بررسی قرار گرفت. ساختار شیمیایی کوپلیمر قطعه‌ای شده توسط رزونانس مغناطیسی هسته هیدروژن (1H NMR) بررسی شد. نتیجه­ه ای 1H NMR  با نتیجه­ های کروماتوگرافی ژل تراوایی (GPC) مطابقت خوبی نشان می‌دهد. وزن مولکولی و توزیع وزن مولکولی کوپلیمر به ترتیب برابر با  g/mol 5806 و 25/1 است. ویژگی ­های گرمایی کوپلیمر توسط گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) مورد بررسی قرار گرفت. دمای انتقال شیشه‌ای (Tg) قطعه آمیدی و اتری به ترتیب برابر با  ˚C84  و  ˚C164 می‌باشد. ذره­ های کوپلیمر از روش آسیاب نمودن تحت نیتروژن مایع در مدت زمان 2 ساعت ساخته شده و تصویرهای میکروسکوپ الکترونی (SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) آن گزارش شد. سرانجام اندازه ذره­ های کوپلیمر در حدود نانومتری تخمین زده شده است. نتیجه­ های پراش پرتو ایکس (XRD) به منظور بررسی هویت و ریزساختار بلوری کوپلیمر، ساختاری مکعبی با صفحه­های بلوری ]100[، ]110[ و ]111[ را نشان می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Hino K., Maeda K., Okamoto Y., Synthesis and Structure of Poly (phenyl isocyanate)s Bearing an Optically Active Alkoxy Group, J. Phys. Org. Chem., 13: 361-367 (2000).

[2] Mayer S., Zentel R., Chiral Poly Isocyanates, a Special Class of Helical Polymers, Prog. Polym. Sci., 26: 1973-2013 (2001).

[3] Sakai R., Satoh T., Kakuchi R., Kaga H., Kakuchi T., Macromolecular Helicity Induction for Novel Optically Inactive Poly (phenyl isocyanate) Bearing Crown Ether Based on the Host-Guest Complexation, Macromol., 36: 3709-3713 (2003).

[4] Matsuo Y., Konno R., Ishizone T., Goseki R., Hirao A., Precise Synthesis of Block Ppolymers Composed of Three or More Blocks by Specially DesignedLinking Methodologies in Conjunction with Living Anionic Polymerization System, Polym., 5: 1012-1040 (2013).

[5] Maeda K., Wakasone S., Shimomura K., Ikai T., Kanoh S., Chiral amplication in polymer Brushes Consisting of Dynamic Helical Polymer Chains Through the Long-Range Communication of Stereochemical Information, Macromol., 47: 6540-6546 (2014).

[6] Bhatt M.P., Du J., Rainbolt E.A., Pathiranage T.M.S.K., Huang P., Reuther J.F., Novak B.M., Biewer M.C., Stefan M.C., A Semiconducting Liquid Crystalline Block Copolymer Containing Regioregular poly-(-3-hexylthiophene) and Nematic Poly (n-hexyl isocyanate) and Its Application in Bulk Heterojunction Solar Cells, J. Mater. Chem. A., 2: 16148-16156 (2014).

[7] Patten T. E., Novak B. M., Organotitanium (Iv) Compounds as Catalysts for the Polymerization of Isocyanate: the Polymerization of Isocyanates with Functionalized Side Chains., Macromol, 26: 436-439 (1993).

[8] Patten T.E., Novak B.M., Living Titanium (IV) Catalyzed Coordination Polymerization, J. Am. Chem. Soc., 113: 5065-5066 (1991).

[9] Koeckelberghs G., Beylen M.V., Samyn C., Synthesis of New Polyisocyanates., Eur. Polym. J., 37: 1991-1996 (2001).

[10] Usanmaz A., cevik N.N., Anionic Polymerization with Complex base.I. Polymerization of Phenyl Isocyanate., J. Macromol. Sci. Pure. Appl. Chem. A., 38: 559-576 (2001).

[11] Wu J., Pearce E. M., Kwei T.K., A Novel Rod-Coil block Copolymer and Its Compatible Blends, Macromol., 34: 1828-1836 (2001).

[12] Yoshiba K., Satomi T., Ishii T., Dobashi T., Thermal Properties and Dielectric Relation of a Multi –Component Poly (ether-co-amide) Based on Polyamide -12, Polym. Int., 65:
1217-1220 (2016).

[13] Wang L., Dong X., Zhu P., Zhang X., Liu X., Wang D., High Elasticity and Corresponding Microstructure Origin of Novel Long Chain poly(amide-block-ether) Filament Fibers, Eur. Polym. J., 90: 171-182 (2017).

[14] Jauzein T., Huneault M. A., Heuzey M. C., Crystallinity and Mechanical Properties of Polylactide/Ether-Amide Copolymer Blends, J. Appl. Polym. Sci., 134: 44677-44687 (2017).

[15] Aburabie J., Peinemann K. V., Crosslinked Poly(ether block amide) Composite Membranes for Organic Solvent Nanofiltration Applications, J. Membr. Sci., 523: 264-272 (2017).

[16] Prasad N.S., Molik S., Bohra S., Rani K.Y., Sridhar S., Solvent Resistant Chitosan/ poly(ether-block-amide) Composite Membrane for Pevaporation of n-methyl-2-pyrrolidone/water Mixtures, Carbohydr. Polym., 136: 1170-1181 (2016).

[17] Behmadi H., Aryannezhad M., Saadati S.M., Poormorteza N., Moghaddam Z.M., Synthesis and Characterization of Novel Photoactive Poly(ether-amide)s Based on Highly Substituted Phenanthrimidazole, Iran. J. Chem. Chem. Eng. (IJCCE), Article in Press (2019).

[18] Habaue S., Iwai S., Kubo H., Nagura K., Watanabe T., Muraki Y., Tsutsui Y., Synthesis of poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) Derivatives Containing Hydroxyl and Amino Groups by Oxidative Coupling Copolymerization, React. Functl. Polym., 83: 49–53 (2014).